一种LoRa无线模块、数据传输系统和数据传输方法技术方案

本申请提供了一种LoRa无线模块、数据传输系统和数据传输方法，其中，LoRa无线模块包括主控芯片、安全单元和LoRa射频单元，安全单元和LoRa射频单元集成在主控芯片中，主控芯片获取数据采集设备采集的目标数据，并将目标数据发送至安全单元，安全单元对目标数据进行加密，获得加密数据，并将加密数据发送至所述主控芯片，主控芯片调用LoRa协议栈，将加密数据通过LoRa射频单元发送出去。本申请提供的LoRa无线模块采用硬件加密方式对数据进行加密，且使用集成于主控芯片中的LoRa射频单元将加密数据发送出去，这使得数据的安全性大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种LoRa无线模块、数据传输系统和数据传输方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种LoRa无线模块、数据传输系统和数据传输方法。
技术介绍
LoRa是一种低功耗长距离无线通信技术，主要面向物联网(IoT)或M2M等，是应用于低功耗广域网(LPWAN)的重要无线技术。LoRa无线通信技术主要具有如下特点：(1)长距离，在密集城市环境下，LoRa基站和网关具有较强的穿透能力，在空旷郊区终端节点传感器与距离可达15～30公里，甚至更远；(2)低成本，LoRa前期的基础建设和运营成本，以及终端节点传感器的成本低；(3)标准化，LoRaWAN保证了应用间的互操作性，物联网方案提供商和电信运营商可以加速采用和部署；(4)低功耗，LoRaWAN协议专为低功耗而开发，电池寿命可达数年。基于LoRa无线通信技术的LoRa数据传输模块主要具有数据获取功能和数据传输功能。LoRa数据传输模块安装于水表、气表、压力表等数据采集设备上，通过数据采集设备的标准接口获取数据，所获数据即明文，之后，LoRa数据传输模块采用存储的加密算法对明文加密，获得密文，密文经编码后，通过LoRa射频单元进行前向纠错编码和扩频调制，再通过无线电波发射，区域内部署的网关接收发射数据，所接收数据通过有线宽带网络传输到网络服务器进行解密，将解密后数据转发或本地存储。即，现有技术中，LoRa数据传输模块对从数据采集设备获取的数据采用软件加密方式进行加密，这导致加密过程容易被跟踪、破解。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种LoRa无线模块、数据传输系统和数据传输方法，用以解决现有技术中LoRa无线模块采用纯软件的方式进行加密，安全强度低、风险大的问题，其技术方案如下：一种LoRa无线模块，所述LoRa无线模块包括：主控芯片、安全单元和LoRa射频单元；所述安全单元和所述LoRa射频单元集成在所述主控芯片中；所述主控芯片，用于获取数据采集设备采集的目标数据，并将所述目标数据发送至所述安全单元；所述安全单元，用于对所述目标数据进行加密，获得加密数据，并将所述加密数据发送至所述主控芯片；所述主控芯片，还用于调用LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送至目标网络设备。其中，所述主控芯片包括：处理器和存储器，所述处理器和所述存储器通过通信总线连接；所述存储器，用于存储所述LoRa协议栈；所述处理器，具体用于调用所述存储器中的所述LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送出去。一种数据传输系统，包括：数据采集设备以及上述的LoRa无线模块；所述数据采集设备与所述LoRa无线模块通过UART接口连接；所述数据采集设备，用于采集目标数据；所述LoRa无线模块，用于通过所述UART接口从所述数据采集设备获取所述目标数据，对所述目标数据进行加密，将加密获得的加密数据发送至目标网络设备。一种数据传输方法，应用于所述LoRa无线模块中的主控芯片，所述数据传输方法包括：获取数据采集设备采集的目标数据；将所述目标数据发送至安全单元，以使所述安全单元对所述目标数据进行加密；接收所述安全单元发送的加密数据；调用LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送至目标网络设备。其中，所述获取数据采集设备采集的目标数据，包括：通过UART接口从所述数据采集设备获取所述目标数据。一种数据传输方法，应用于所述LoRa无线模块中的安全单元，所述数据传输方法包括：接收主控芯片发送的目标数据；对所述目标数据进行加密，获得加密数据；将所述加密数据发送至主控芯片，以使所述主控芯片调用LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送出去。上述技术方案具有如下有益效果：本专利技术实施例提供的LoRa无线模块在主控芯片上集成安全单元，通过安全单元对数据进行加密，即本专利技术采用硬件加密方式对数据进行加密，可以提高数据的安全性，并且，本专利技术将LoRa射频单元集成在主控芯片中，一方面能够避免主控芯片与LoRa射频单元通过串口连接所可能带来的串口窃听，另一方面能够提高主控芯片与LoRa射频单元之间的数据传输速度，即，本专利技术实施例提供的LoRa无线模块通过一款芯片，同时实现了加密功能和LoRa通信功能，这使得数据的安全性大大提高，且数据的加密速度大大提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的LoRa无线模块的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的数据传输系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一数据传输方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一数据传输方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种LoRa无线模块，请参阅图1，示出了该LoRa无线模块的结构示意图，该LoRa无线模块可以包括：主控芯片101、安全单元102和LoRa射频单元103。其中，安全单元102和LoRa射频单元103集成在主控芯片101中。主控芯片101，用于获取数据采集设备采集的目标数据，并将目标数据发送至安全单元102。其中，数据采集设备可以为物联网感知层的各种终端设备，例如，采集温湿度的终端、采集烟雾数据的烟雾探测器、采集水位的液位传感设备等。主控芯片101与数据采集设备可通过UART接口连接，主控芯片101通过UART接口获取数据采集设备采集的数据。在一种可能的实现方式中，主控芯片可以但不限定为采用STM32L151xE型号MCU芯片。安全单元102，用于对目标数据进行加密，获得加密数据，并将加密数据发送至主控芯片101。在本实施例中，安全单元102相当于是内置于主控芯片中的硬件加密核，当其接收到主控芯片101获取的目标数据时，对目标数据进行加密。主控芯片103，还用于调用LoRa协议栈，将加密数据通过LoRa射频单元103发送至目标网络设备。其中，LoRa协议栈为实现lorawan协议的软件库。具体地，主控芯片101可以包括处理器和存储器，处理器和存储器通过通信总线连接。存储器，用于存储LoRa协议栈；处理器，具体用于调用存储器中的LoRa协议栈，将加密数据通过LoRa射频单元发送至外部网络设备。现有技术中，LoRa射频单元采用软件加密方式对数据进行加密，这种方式存在弊端，一方面是运行资源受限，多数只能采用对称加密算法对数据进行加密，二是纯软件加密方式容易被破解，并且，LoRa射频单元与主控芯片之间基于串口协议通信，数据容易被窃听。而本专利技术实施例提供的LoRa无线模块在主控芯片上集成安全单元，通过安全单元对数据进行加密，即本专利技术实施例采用硬件加密方式对数据进行加密，可以提高数据的安全性，并且，本专利技术实施例将LoRa射频单元集成在主控芯片中，一方面能够避免主控芯片与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LoRa无线模块，其特征在于，所述LoRa无线模块包括：主控芯片、安全单元和LoRa射频单元；所述安全单元和所述LoRa射频单元集成在所述主控芯片中；所述主控芯片，用于获取数据采集设备采集的目标数据，并将所述目标数据发送至所述安全单元；所述安全单元，用于对所述目标数据进行加密，获得加密数据，并将所述加密数据发送至所述主控芯片；所述主控芯片，还用于调用LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送至目标网络设备。

【技术特征摘要】
1.一种LoRa无线模块，其特征在于，所述LoRa无线模块包括：主控芯片、安全单元和LoRa射频单元；所述安全单元和所述LoRa射频单元集成在所述主控芯片中；所述主控芯片，用于获取数据采集设备采集的目标数据，并将所述目标数据发送至所述安全单元；所述安全单元，用于对所述目标数据进行加密，获得加密数据，并将所述加密数据发送至所述主控芯片；所述主控芯片，还用于调用LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送至目标网络设备。2.根据权利要求1所述的LoRa无线模块，其特征在于，所述主控芯片包括：处理器和存储器，所述处理器和所述存储器通过通信总线连接；所述存储器，用于存储所述LoRa协议栈；所述处理器，具体用于调用所述存储器中的所述LoRa协议栈，将所述加密数据通过所述LoRa射频单元发送出去。3.一种数据传输系统，其特征在于，包括：数据采集设备以及如权利要求1-2中任意一项所述的LoRa无线模块；所述数据采集设备与所述LoRa无线模块通过UART接口连接；所述数据采集设备，用于采集目标数据；所述LoR...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠良，刘海剑，陈跃，
申请(专利权)人：北京华大智宝电子系统有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11